Simulovaná tělesná tekutina - Simulated body fluid - Wikipedia

Nesmí být zaměňována s divadelní krev.

A simulovaná tělesná tekutina (SBF) je roztok s koncentrací iontů blízkou lidské krevní plazma, udržováno za mírných podmínek pH a stejné fyziologické teploty.[1] SBF byl poprvé představen Kokubo et al. za účelem vyhodnocení změn na povrchu bioaktivní sklokeramiky.[2] Později buněčná kultivační média (jako DMEM, MEM, α-MEM atd.) V kombinaci s některými metodikami přijatými v buněčná kultura, byly navrženy jako alternativa k konvenčním SBF při hodnocení bioaktivity materiálů.[3]

Aplikace

Povrchová úprava kovových implantátů

Aby se umělý materiál navázal na živou kost, tvorba kosti apatit vrstva na povrchu implantátu má značný význam. SBF lze použít jako in vitro zkušební metoda ke studiu tvorby apatitové vrstvy na povrchu implantátů tak, aby bylo možné předpovědět jejich in vivo kostní bioaktivita.[4] Spotřeba iontů vápníku a fosfátů přítomných v roztoku SBF má za následek spontánní růst kostních apatitových jader na povrchu biomateriálů in vitro. Proto je tvorba apatitu na povrchu biomateriálů nasáklá roztokem SBF považována za úspěšný vývoj nových bioaktivních materiálů.[5]Technika SBF pro povrchovou modifikaci kovových implantátů je obvykle časově náročný proces a získání rovnoměrných vrstev apatitu na substrátech trvá nejméně 7 dní s každodenním osvěžením roztoku SBF.[6] Dalším přístupem ke snížení doby potahování je koncentrace iontů vápníku a fosforečnanu v roztoku SBF. Zvýšená koncentrace iontů vápníku a fosfátů v roztoku SBF urychluje proces potahování a mezitím eliminuje potřebu pravidelného doplňování roztoku SBF.

Dodání genů

Byl učiněn pokus vyšetřit použití SBF při dodávání genů.[7] Fosforečnan vápenatý nanočástice, požadované pro dodávku plazmid DNA (pDNA) do jádra buněk byly syntetizovány v roztoku SBF a smíchány s pDNA. The in vitro studie ukázaly vyšší účinnost přenosu genů pro komplexy vápník-fosfát / DNA vyrobené z roztoku SBF než pro komplexy připravené v čisté vodě (jako kontrola).

Formulace

Iontové koncentrace (mM ) krevní plazmy a navrhované formulace SBF[8]
FormulaceNa+
K.+
Mg2+
Ca.2+
Cl−
HCO−
3		HPO2−
4		TAK2−
4		Buffer
Krevní plazma [9]142.05.01.52.5103.027.01.00.5-
Originální SBF [10]142.05.01.52.5148.84.21.00Tris
Opraveno (c-SBF) [11]142.05.01.52.5147.84.21.00.5Tris
Tas-SBF [12]142.05.01.52.5125.027.01.00.5Tris
Bigi-SBF [9]141.55.01.52.5124.527.01.00.5HEPES
Revidováno (r-SBF) [13]142.05.01.52.5103.027.01.00.5HEPES
Upraveno (m-SBF) [13]142.05.01.52.5103.010.01.00.5HEPES
Ionizovaný (i-SBF) [13]142.05.01.01.6103.027.01.00.5HEPES
Vylepšeno (n-SBF) [14]142.05.01.52.5103.04.21.00.5Tris

Reference

  1. ^ Kokubo, T. (1991). "Bioaktivní skleněná keramika: vlastnosti a aplikace". Biomateriály. 12 (2): 155–163. doi:10.1016 / 0142-9612 (91) 90194-F.
  2. ^ Kokubo, T .; Kushitani, H .; Sakka, S .; Kitsugi, T .; Yamamuro, T. (1990). „Řešení schopná reprodukovat in vivo změny povrchové struktury v bioaktivním sklokeramickém A – W“. Journal of Biomedical Materials Research. 24: 721–734. doi:10,1002 / jbm.820240607.
  3. ^ Lee, J .; Leng, Y .; Chow, K .; Ren, F .; Ge, X .; Wang, K .; Lu, X. (2011). "Buněčné kultivační médium jako alternativa ke konvenční simulované tělní tekutině". Acta Biomaterialia. 7 (6): 2615–22. doi:10.1016 / j.actbio.2011.02.034. PMID  21356333.
  4. ^ Chen, Xiaobo; Nouri, Alireza; Li, Yuncang; Lin, Jiangoa; Hodgson, Peter D .; Wen, Cuie (2008). "Vliv drsnosti povrchu Ti, Zr a TiZr na srážení apatitu ze simulované tělesné tekutiny". Biotechnologie a bioinženýrství. 101 (2): 378–387. doi:10,1002 / bit. 21900. PMID  18454499.
  5. ^ Kokubo, T .; Takadama, H. (2006). „Jak užitečné je SBF při předpovídání in vivo kostní bioaktivity?“. Biomateriály. 27 (15): 2907–2915. doi:10.1016 / j.biomaterials.2006.01.017. PMID  16448693.
  6. ^ Li, P .; Ducheyne, P. (1998). „Kvazi-biologický apatitový film indukovaný titanem v simulované tělesné tekutině“. Journal of Biomedical Materials Research. 41 (3): 341–348. doi:10.1002 / (SICI) 1097-4636 (19980905) 41: 3 <341 :: AID-JBM1> 3.0.CO; 2-C.
  7. ^ Nouri, Alireza; Castro, Rita; Santos, Jose L .; Fernandes, Cesar; Rodrigues, J .; Tomás, H. (2012). "Dodání genu zprostředkované fosforečnanem vápenatým pomocí simulované tělní tekutiny (SBF)". International Journal of Pharmaceutics. 434 (1–2): 199–208. doi:10.1016 / j.ijpharm.2012.05.066. PMID  22664458.
  8. ^ Yilmaz, Bengi & Evis, Zafer (říjen 2016). „Kapitola 1: Biomimetické povlaky fosforečnanů vápenatých na slitinách titanu“. Ve Webster, Thomas & Yazici, Hilal (eds.). Biomedicínské nanomateriály: od návrhu po implementaci. Instituce inženýrství a technologie. s. 3–14. doi:10.1049 / PBHE004E_ch1. ISBN  9781849199650.
  9. ^ A b Bigi, Adriana; Boanini, Elisa; Bracci, Barbara; Facchini, Alessandro; Panzavolta, Silvia; Segatti, Francesco; Sturba, Luigina (2005). „Nanokrystalické hydroxyapatitové povlaky na titanu: nová rychlá biomimetická metoda“. Biomateriály. 26 (19): 4085–4089. doi:10.1016 / j.biomaterials.2004.10.034. ISSN  0142-9612. PMID  15664635.
  10. ^ Kokubo, Tadashi; Takadama, Hiroaki (2006). „Jak užitečné je SBF při předpovídání bioaktivity kostí in vivo?“. Biomateriály. 27 (15): 2907–2915. doi:10.1016 / j.biomaterials.2006.01.017. ISSN  0142-9612. PMID  16448693.
  11. ^ Cui, Xinyu; Kim, Hyun-Min; Kawashita, Masakazu; Wang, Longbao; Xiong, Tianying; Kokubo, Tadashi; Nakamura, Takashi (2010). "Tvorba apatitu na eloxované slitině Ti-6Al-4V v simulované tělní tekutině". Kovy a materiály International. 16 (3): 407–412. doi:10.1007 / s12540-010-0610-x. ISSN  1598-9623.
  12. ^ Cüneyt Tas, A (2000). „Syntéza biomimetických prášků Ca-hydroxyapatitu při 37 ° C v syntetických tělních tekutinách“. Biomateriály. 21 (14): 1429–1438. doi:10.1016 / S0142-9612 (00) 00019-3. ISSN  0142-9612.
  13. ^ A b C Oyane, Ayako; Onuma, Kazuo; Ito, Atsuo; Kim, Hyun-Min; Kokubo, Tadashi; Nakamura, Takashi (2003). "Tvorba a růst klastrů v konvenčních a nových druzích simulovaných tělesných tekutin". Journal of Biomedical Materials Research. 64A (2): 339–348. doi:10,1002 / jbm.a.10426. ISSN  0021-9304. PMID  12522821.
  14. ^ Takadama, Hiroaki; Hashimoto, Masami; Mizuno, Mineo; Kokubo, Tadashi (2004). „Round-Robin Test of SBF for In Vitro Měření schopnosti syntetických materiálů vytvářet apatit ". Bulletin pro výzkum fosforu. 17: 119–125. doi:10.3363 / prb1992.17.0_119. ISSN  0918-4783.